Difference between revisions of "Raden Muhammad Naufal Faris Herviadi (Metnum)"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
(Merancang Hydrogen Storage)
 
(23 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
 +
 +
== ''Self Introduction'' ==
 +
 
[[File:RadenMa.jpg|200px]]
 
[[File:RadenMa.jpg|200px]]
  
Nama Lengkap: Raden Muhammad Naufal Faris Herviadi
+
Assalamualaikum! Perkenalkan, nama saya '''Raden Muhammad Naufal Faris Herviadi''', akrab disapa '''Naufal''', dari program studi '''Teknik Mesin FT UI''', dengan NPM '''2106703563'''. Wikipage ini berisi pelajaran dan tugas yang saya dapatkan dari kelas '''Metode Numerik-02''' dengan dosen pengampu '''Pak DAI'''. Semoga bisa bermanfaat bagi teman-teman yang membacanya :)
 +
 
 +
== ''Consciousness'' ==
 +
 
 +
[[File:Consciousness (Naufal).jpg|400px]]
  
NPM: 2106703563
+
"Consciousness", atau dalam bahasa Indonesia "kesadaran", memiliki arti dalam KBBI yaitu "keinsafan, keadaan mengerti, hal yang dirasakan atau dialami oleh seseorang". Hal ini berarti segala sesuatu yang dilakukan oleh seseorang dalam keadaan orang tersebut mengerti akan substansi dari perbuatannya. Consciousness sangat perlu untuk dikembangkan, khususnya oleh mahasiswa dalam menekuni proses belajar mengajar. Apabila seorang mahasiswa belajar berdasarkan consciousness, pembelajaran yang dilakukan akan mudah untuk dimengerti serta bisa menjadi ilmu yang bermanfaat bagi dirinya sendiri dan lingkungannya.
  
 
== Cara Merancang ''Hydrogen Storage'' yang Optimal==
 
== Cara Merancang ''Hydrogen Storage'' yang Optimal==
Line 11: Line 18:
 
Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal melibatkan beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan. Berikut adalah beberapa langkah umum yang dapat Anda ikuti dalam merancang hydrogen storage yang optimal:
 
Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal melibatkan beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan. Berikut adalah beberapa langkah umum yang dapat Anda ikuti dalam merancang hydrogen storage yang optimal:
  
1. Tentukan Kebutuhan Hidrogen: Pertama-tama, tentukan jumlah hidrogen yang perlu disimpan, kecepatan pengisian dan pengosongan yang diinginkan, serta tekanan dan suhu operasional yang direncanakan. Ini akan membantu Anda memilih jenis sistem penyimpanan yang sesuai.
+
'''1. Tentukan Kebutuhan Penggunaan Hidrogen''': Pertama-tama, tentukan jumlah hidrogen yang perlu disimpan, kecepatan pengisian dan pengosongan yang diinginkan, serta tekanan dan suhu operasional yang direncanakan. Ini akan membantu Anda memilih jenis sistem penyimpanan yang sesuai.
  
2. Pilih Metode Penyimpanan: Ada beberapa metode umum yang digunakan untuk menyimpan hidrogen, termasuk kompresi gas, penyimpanan dalam bentuk cair, adsorpsi pada bahan penyerap, dan penyimpanan dalam logam hidrida. Pilih metode yang sesuai dengan kebutuhan dan ketersediaan sumber daya.
+
'''2. Pilih Metode Penyimpanan''': Ada beberapa metode umum yang digunakan untuk menyimpan hidrogen, termasuk kompresi gas, penyimpanan dalam bentuk cair, adsorpsi pada bahan penyerap, dan penyimpanan dalam logam hidrida. Pilih metode yang sesuai dengan kebutuhan dan ketersediaan sumber daya.
  
3. Evaluasi Tekanan dan Suhu: Tekanan dan suhu penyimpanan hidrogen dapat berpengaruh pada kepadatan energi dan kapasitas penyimpanan. Pastikan untuk memilih tekanan dan suhu yang optimal untuk sistem penyimpanan Anda.
+
'''3. Evaluasi Tekanan dan Temperatur Kerja''': Tekanan dan temperatur penyimpanan hidrogen dapat berpengaruh pada kepadatan energi dan kapasitas penyimpanan. Pastikan untuk memilih tekanan dan temperatur yang optimal untuk sistem penyimpanan Anda.
  
4. Pilih Material dan Desain Wadah: Material yang digunakan dalam wadah penyimpanan harus memiliki kemampuan yang baik untuk menahan tekanan hidrogen dan tahan terhadap korosi. Beberapa material yang umum digunakan termasuk serat karbon, logam, dan polimer yang diperkuat serat.
+
'''4. Pilih Material dan Desain Wadah''': Material yang digunakan dalam wadah penyimpanan harus memiliki kemampuan yang baik untuk menahan tekanan hidrogen dan tahan terhadap korosi. Beberapa material yang umum digunakan termasuk serat karbon, logam, dan polimer yang diperkuat serat.
  
5. Pertimbangkan Keamanan: Pastikan sistem penyimpanan yang Anda rancang aman untuk digunakan. Pertimbangkan faktor-faktor seperti kebocoran hidrogen, kemungkinan kebakaran atau ledakan, dan langkah-langkah keselamatan yang perlu diimplementasikan.
+
'''5. Pertimbangkan Keamanan''': Pastikan sistem penyimpanan yang Anda rancang aman untuk digunakan. Pertimbangkan faktor-faktor seperti kebocoran hidrogen, kemungkinan kebakaran atau ledakan, dan langkah-langkah keselamatan yang perlu diimplementasikan.
  
6. Uji dan Evaluasi: Setelah merancang sistem penyimpanan, lakukan uji coba dan evaluasi untuk memastikan bahwa sistem berfungsi dengan baik dan memenuhi kriteria yang ditetapkan sebelumnya. Lakukan pengujian tekanan, kebocoran, dan performa secara menyeluruh.
+
'''6. Uji dan Evaluasi''': Setelah merancang sistem penyimpanan, lakukan uji coba dan evaluasi untuk memastikan bahwa sistem berfungsi dengan baik dan memenuhi kriteria yang ditetapkan sebelumnya. Lakukan pengujian tekanan, kebocoran, dan performa secara menyeluruh.
  
7. Optimalkan Kinerja: Jika hasil uji coba tidak sesuai dengan harapan, identifikasi faktor-faktor yang dapat dioptimalkan. Misalnya, Anda dapat mempertimbangkan modifikasi pada material, desain wadah, atau sistem pengisian dan pengosongan.
+
'''7. Optimalkan Kinerja''': Jika hasil uji coba tidak sesuai dengan harapan, identifikasi faktor-faktor yang dapat dioptimalkan. Misalnya, Anda dapat mempertimbangkan modifikasi pada material, desain wadah, atau sistem pengisian dan pengosongan.
  
8. Pertimbangkan Aspek Ekonomi: Selain performa dan keamanan, pertimbangkan juga aspek ekonomi dalam merancang sistem penyimpanan hidrogen. Bandingkan biaya pengembangan, produksi, dan pemeliharaan dengan manfaat energi yang diperoleh untuk memastikan efisiensi dan keberlanjutan sistem.
+
'''8. Pertimbangkan Aspek Ekonomi''': Selain performa dan keamanan, pertimbangkan juga aspek ekonomi dalam merancang sistem penyimpanan hidrogen. Bandingkan biaya pengembangan, produksi, dan pemeliharaan dengan manfaat energi yang diperoleh untuk memastikan efisiensi dan keberlanjutan sistem.
  
9. Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang prinsip-prinsip fisika, kimia, dan teknik yang terlibat dalam penyimpanan hidrogen. Disarankan untuk bekerja dengan tim ahli yang berpengalaman dalam bidang ini untuk memastikan keberhasilan dan keselamatan proyek tersebut.
+
Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang prinsip-prinsip fisika, kimia, dan teknik yang terlibat dalam penyimpanan hidrogen. Disarankan untuk bekerja dengan tim ahli yang berpengalaman dalam bidang ini untuk memastikan keberhasilan dan keselamatan proyek tersebut.
  
 +
== Merancang  ''Hydrogen Storage'' ==
  
== Merancang  Hydrogen Storage ==
+
----
  
----
+
[[File: Hydorgen_storage_(Naufal).jpg|300px]]
 +
 
 +
'''Step 1: Menentukan Kebutuhan Penggunaan Hidrogen'''
 +
 
 +
Hydrogen storage yang dirancang ditujukan untuk penggunaan pada kendaraan bermotor roda dua. Hydrogen storage juga memiliki persayaratan sebagai berikut:
 +
 
 +
1. Kapasitas sebesar 1 liter
 +
 
 +
2. Cost maksimal Rp. 500.000,-
 +
 
 +
 
 +
'''Step 2: Menentukan Metode Penyimpanan'''
 +
 
 +
Untuk motor roda dua dengan persyaratan tertentu, metode penyimpanan hidrogen yang paling cocok adalah menggunakan tangki tekanan tinggi dengan kompresi gas. Metode ini umum digunakan dalam kendaraan hidrogen dan memiliki beberapa keuntungan yang sesuai dengan kebutuhan motor roda dua:
 +
 
 +
1. Kompak dan Ringan: Tangki tekanan tinggi dapat dirancang dalam ukuran yang kompak dan ringan, sehingga sesuai dengan batasan ruang dan bobot pada motor roda dua.
 +
 
 +
2. Efisiensi Energi: Penyimpanan hidrogen dalam bentuk gas terkompresi memiliki efisiensi energi yang baik dalam hal pengisian dan pengosongan. Hal ini memungkinkan kendaraan untuk menggunakan hidrogen dengan efisien dan memperpanjang jangkauan perjalanan.
 +
 
 +
3. Kecepatan Pengisian dan Pengosongan: Metode kompresi gas memungkinkan pengisian dan pengosongan hidrogen dengan cepat, sehingga kendaraan dapat diisi ulang dengan mudah dan meminimalkan waktu tunggu.
 +
 
 +
4. Keselamatan: Tangki tekanan tinggi dapat dirancang dengan sistem keamanan yang baik, seperti katup pelepas tekanan yang diatur dengan baik, untuk meminimalkan risiko kebocoran atau kejadian yang tidak diinginkan.
 +
 
 +
5. Ketersediaan Infrastruktur: Infrastruktur pengisian hidrogen dengan metode kompresi gas semakin berkembang di beberapa wilayah, sehingga kemungkinan untuk menemukan stasiun pengisian hidrogen dapat menjadi lebih mudah.
 +
 
 +
 
 +
'''Step 3: Menentukan Tekanan dan Temperatur Kerja'''
 +
 
 +
[[File:Hydorgen_Phase_Diagram_1_(Naufal).jpg|250px]]
 +
 
 +
Berdasarkan diagram di atas, hidrogen berada dalam fase gas pada '''tekanan 8 bar''' dan '''temperatur 25°C'''
 +
 
 +
 
 +
'''Step 4: Memilih Material dan Desain Wadah'''
 +
 
 +
Material yang digunakan untuk hydrogen storage ini adalah steel carbon ASTM A36. Yield strength dari material ini adalah 248 MPa
 +
 
 +
[[File:Cylinder_volume.png|250px]]
 +
 
 +
Gambar di atas menunjukkan persamaan volume silinder. Jika diameter tangki adalah 10 cm, maka bisa diperoleh tinggi tangki (h):
 +
 
 +
h = 1.000/(3,14 x 5 x 5)
 +
 
 +
h = 12,73 cm
 +
 
 +
 
 +
'''Step 5: Mempertimbangkan Keamanan'''
 +
 
 +
''Allowable Stress (AS)''
 +
 
 +
AS = 2/3 x  Yield Stregth = 2/3 x 248 = 165,3 MPa
 +
 
 +
''Minimum Thickness (t)''
 +
 
 +
t = P x R/(S x E - 0,6 x P) = 116 x 3,93 / (24000 x 0,60 - 0,6 x 116)
 +
 
 +
t = 0,07 inch atau 1,8 mm
 +
 
 +
 
 +
'''Step 6: Menguji dan Mengevaluasi'''
 +
 
 +
[[File:Von_mises_1,8.png|250px]] [[File:Safety_Factor_1,8.png|250px]]
  
'''Langkah-langakah merancang Hydrogen Storage'''
+
Berdasarkan stress analysis dan safety factor analysis menggunakan metode numerik pada software Autodesk Inventor, dapat dilihat bahwa tegangan maksimum yang dialami tangki adalah 198,6 MPa. Tekanan tersebut lebih besar dari allowable stress yang telah didapatkan pada perhitungan sebelumnya.
  
Merancang sebuah sistem penyimpanan hidrogen melibatkan beberapa langkah kunci untuk memastikan keamanan, keberlanjutan, dan efisiensi proses. Berikut adalah langkah-langkah umum dalam merancang sebuah sistem penyimpanan hidrogen:
 
  
1. Tentukan Tujuan dan Persyaratan: Langkah pertama adalah menentukan tujuan dan persyaratan sistem penyimpanan hidrogen Anda. Pertimbangkan kapasitas penyimpanan yang diinginkan, tingkat keamanan yang dibutuhkan, jenis aplikasi, dan spesifikasi lainnya yang relevan.
+
'''Step 7: Mengoptimalkan Kinerja'''
  
2. Pilih Metode Penyimpanan: Ada beberapa metode yang umum digunakan untuk menyimpan hidrogen, termasuk kompresi gas, pendinginan gas, adsorpsi fisika, adsorpsi kimia, dan penyimpanan dalam bentuk bahan kimia. Pilih metode penyimpanan yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda berdasarkan faktor-faktor seperti kapasitas penyimpanan, kecepatan pengisian/penyimpanan, dan keamanan.
+
Untuk mengatasi permasalahan yang teridentifikasi pada step 6, dapat dicoba solusi yaitu meningkatkan ketebalan dinding silinder. Berikut adalah hasil stress analysis dan safety factor analysis apabila ketebalan silinder ditambah dari 1,8 mm menjadi 2,5 mm.
  
3. Perancangan Sistem: Langkah berikutnya adalah merancang sistem penyimpanan secara keseluruhan. Hal ini meliputi desain tangki atau perangkat penyimpanan, sistem pengisian dan pengosongan, sistem keamanan, dan pengontrolan suhu dan tekanan. Pastikan untuk mempertimbangkan aspek keberlanjutan, seperti efisiensi energi dan pengurangan emisi, dalam perancangan sistem.
+
[[File:Von_mises_2,5.png|250px]] [[File:Safety_Factor_2,5.png|250px]]
  
4. Evaluasi Material: Pilih material yang sesuai untuk tangki atau perangkat penyimpanan. Material yang sering digunakan termasuk logam seperti baja, aluminium, atau serat karbon yang diperkuat. Pertimbangkan sifat-sifat material seperti kekuatan, keberlanjutan, dan kemampuan untuk menahan tekanan tinggi dan suhu ekstrem.
+
Dari hasil analisis tersebut, diperoleh tegangan maksimal yang dialami tangki adalah 113,4 MPa. Nilai ini lebih kecil dari allowable stress, sehingga silinder aman digunakan apabila ketebalannya adalah 2,5mm.
  
5. Perhitungan Keamanan: Lakukan perhitungan keamanan untuk memastikan bahwa sistem penyimpanan Anda dapat menahan tekanan dan suhu yang diharapkan. Pertimbangkan kemungkinan kebocoran hidrogen dan kemungkinan kejadian yang tidak diinginkan lainnya. Desain sistem dengan fitur-fitur keamanan, seperti katup pelepas tekanan, sistem pemadaman kebakaran, dan sensor deteksi kebocoran.
 
  
6. Verifikasi dan Pengujian: Sebelum mengimplementasikan sistem penyimpanan secara penuh, lakukan verifikasi dan pengujian untuk memastikan kinerja yang baik dan kesesuaian dengan persyaratan yang ditetapkan. Ini meliputi pengujian tekanan, pengujian kebocoran, dan pengujian keamanan lainnya sesuai dengan standar yang berlaku.
+
'''Step 8: Mempertimbangkan Aspek Ekonomi'''
  
7. Implementasi dan Monitoring: Setelah sistem penyimpanan dibangun, implementasikan di tempat yang sesuai. Pastikan untuk memonitor kinerja sistem secara teratur, termasuk pemantauan tekanan, suhu, kebocoran, dan efisiensi pengisian/penyimpanan. Perbaiki atau lakukan pemeliharaan rutin jika diperlukan.
+
[[File:Tank_mass_arvin.png|300px]]
  
 +
a. Referensi harga material: [https://www.alibaba.com/product-detail/China-manufacturer-steel-products-ASTM-A36_1600834582894.html]
  
'''Step 1: Tujuan dan Persyaratan'''
+
b. Dengan data massa yang diperoleh kita bisa melihat massa material yang dipakai dan memperoleh total harga material: 1,053 x 14.840 = Rp15.626
  
Hydrogen storage ini dirancang untuk dipasang pada mesin motor. Berikut adalah persyaratan dari hydrogen storage yang akan dirancang:
+
c. Referensi harga nozzle untuk memasukan dan mengeluarkan hidrogen: [https://www.tokopedia.com/dunialas88-1/nozzle-connical-nosel-nozel-mb15-mig-co-co2-mb-15ak-mb-15-type-binzel] = Rp11.000
  
1. Kapasitas sebesar 1 liter
+
d. Referensi harga pressure gauge untuk mengukur tekanan dalam tangki [https://www.tokopedia.com/andriyanliu/pressure-gauge-stainless-600-psi-2-1-2-inchi-0-40-bar-kg?extParam=ivf%3Dfalse&src=topads] = Rp125.000
  
2. Cost maksimal Rp. 500.000,- (Lima ratus ribu rupiah)
+
e. Estimasi biaya pemesinan: Machining, Welding, Fitting, listrik : Rp150.000
  
3. Bekerja pada tekanan 8 bar
+
f. Total biaya produksi : 15.626 + 11.000 + 125.000 + 150.000 = Rp. 301.626
  
4. Bekerja pada temperatur 23°C
 
  
5. Terdapat port ''input'' dan ''port output'' untuk mengisi dan mengeluarkan hydrogen
+
'''Link video presentasi''': [bit.ly/HydrogenStorage_Naufal_2106703563]
  
6. Tambahkan regulator tekanan dan sensor tekanan pada ''port output'' tangki
+
[[File:Bit.ly_HydrogenStorage_Naufal_2106703563.png|300px]]

Latest revision as of 00:30, 13 June 2023

Self Introduction

RadenMa.jpg

Assalamualaikum! Perkenalkan, nama saya Raden Muhammad Naufal Faris Herviadi, akrab disapa Naufal, dari program studi Teknik Mesin FT UI, dengan NPM 2106703563. Wikipage ini berisi pelajaran dan tugas yang saya dapatkan dari kelas Metode Numerik-02 dengan dosen pengampu Pak DAI. Semoga bisa bermanfaat bagi teman-teman yang membacanya :)

Consciousness

Consciousness (Naufal).jpg

"Consciousness", atau dalam bahasa Indonesia "kesadaran", memiliki arti dalam KBBI yaitu "keinsafan, keadaan mengerti, hal yang dirasakan atau dialami oleh seseorang". Hal ini berarti segala sesuatu yang dilakukan oleh seseorang dalam keadaan orang tersebut mengerti akan substansi dari perbuatannya. Consciousness sangat perlu untuk dikembangkan, khususnya oleh mahasiswa dalam menekuni proses belajar mengajar. Apabila seorang mahasiswa belajar berdasarkan consciousness, pembelajaran yang dilakukan akan mudah untuk dimengerti serta bisa menjadi ilmu yang bermanfaat bagi dirinya sendiri dan lingkungannya.

Cara Merancang Hydrogen Storage yang Optimal


Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal melibatkan beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan. Berikut adalah beberapa langkah umum yang dapat Anda ikuti dalam merancang hydrogen storage yang optimal:

1. Tentukan Kebutuhan Penggunaan Hidrogen: Pertama-tama, tentukan jumlah hidrogen yang perlu disimpan, kecepatan pengisian dan pengosongan yang diinginkan, serta tekanan dan suhu operasional yang direncanakan. Ini akan membantu Anda memilih jenis sistem penyimpanan yang sesuai.

2. Pilih Metode Penyimpanan: Ada beberapa metode umum yang digunakan untuk menyimpan hidrogen, termasuk kompresi gas, penyimpanan dalam bentuk cair, adsorpsi pada bahan penyerap, dan penyimpanan dalam logam hidrida. Pilih metode yang sesuai dengan kebutuhan dan ketersediaan sumber daya.

3. Evaluasi Tekanan dan Temperatur Kerja: Tekanan dan temperatur penyimpanan hidrogen dapat berpengaruh pada kepadatan energi dan kapasitas penyimpanan. Pastikan untuk memilih tekanan dan temperatur yang optimal untuk sistem penyimpanan Anda.

4. Pilih Material dan Desain Wadah: Material yang digunakan dalam wadah penyimpanan harus memiliki kemampuan yang baik untuk menahan tekanan hidrogen dan tahan terhadap korosi. Beberapa material yang umum digunakan termasuk serat karbon, logam, dan polimer yang diperkuat serat.

5. Pertimbangkan Keamanan: Pastikan sistem penyimpanan yang Anda rancang aman untuk digunakan. Pertimbangkan faktor-faktor seperti kebocoran hidrogen, kemungkinan kebakaran atau ledakan, dan langkah-langkah keselamatan yang perlu diimplementasikan.

6. Uji dan Evaluasi: Setelah merancang sistem penyimpanan, lakukan uji coba dan evaluasi untuk memastikan bahwa sistem berfungsi dengan baik dan memenuhi kriteria yang ditetapkan sebelumnya. Lakukan pengujian tekanan, kebocoran, dan performa secara menyeluruh.

7. Optimalkan Kinerja: Jika hasil uji coba tidak sesuai dengan harapan, identifikasi faktor-faktor yang dapat dioptimalkan. Misalnya, Anda dapat mempertimbangkan modifikasi pada material, desain wadah, atau sistem pengisian dan pengosongan.

8. Pertimbangkan Aspek Ekonomi: Selain performa dan keamanan, pertimbangkan juga aspek ekonomi dalam merancang sistem penyimpanan hidrogen. Bandingkan biaya pengembangan, produksi, dan pemeliharaan dengan manfaat energi yang diperoleh untuk memastikan efisiensi dan keberlanjutan sistem.

Merancang sistem penyimpanan hidrogen yang optimal membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang prinsip-prinsip fisika, kimia, dan teknik yang terlibat dalam penyimpanan hidrogen. Disarankan untuk bekerja dengan tim ahli yang berpengalaman dalam bidang ini untuk memastikan keberhasilan dan keselamatan proyek tersebut.

Merancang Hydrogen Storage


Hydorgen storage (Naufal).jpg

Step 1: Menentukan Kebutuhan Penggunaan Hidrogen

Hydrogen storage yang dirancang ditujukan untuk penggunaan pada kendaraan bermotor roda dua. Hydrogen storage juga memiliki persayaratan sebagai berikut:

1. Kapasitas sebesar 1 liter

2. Cost maksimal Rp. 500.000,-


Step 2: Menentukan Metode Penyimpanan

Untuk motor roda dua dengan persyaratan tertentu, metode penyimpanan hidrogen yang paling cocok adalah menggunakan tangki tekanan tinggi dengan kompresi gas. Metode ini umum digunakan dalam kendaraan hidrogen dan memiliki beberapa keuntungan yang sesuai dengan kebutuhan motor roda dua:

1. Kompak dan Ringan: Tangki tekanan tinggi dapat dirancang dalam ukuran yang kompak dan ringan, sehingga sesuai dengan batasan ruang dan bobot pada motor roda dua.

2. Efisiensi Energi: Penyimpanan hidrogen dalam bentuk gas terkompresi memiliki efisiensi energi yang baik dalam hal pengisian dan pengosongan. Hal ini memungkinkan kendaraan untuk menggunakan hidrogen dengan efisien dan memperpanjang jangkauan perjalanan.

3. Kecepatan Pengisian dan Pengosongan: Metode kompresi gas memungkinkan pengisian dan pengosongan hidrogen dengan cepat, sehingga kendaraan dapat diisi ulang dengan mudah dan meminimalkan waktu tunggu.

4. Keselamatan: Tangki tekanan tinggi dapat dirancang dengan sistem keamanan yang baik, seperti katup pelepas tekanan yang diatur dengan baik, untuk meminimalkan risiko kebocoran atau kejadian yang tidak diinginkan.

5. Ketersediaan Infrastruktur: Infrastruktur pengisian hidrogen dengan metode kompresi gas semakin berkembang di beberapa wilayah, sehingga kemungkinan untuk menemukan stasiun pengisian hidrogen dapat menjadi lebih mudah.


Step 3: Menentukan Tekanan dan Temperatur Kerja

Hydorgen Phase Diagram 1 (Naufal).jpg

Berdasarkan diagram di atas, hidrogen berada dalam fase gas pada tekanan 8 bar dan temperatur 25°C


Step 4: Memilih Material dan Desain Wadah

Material yang digunakan untuk hydrogen storage ini adalah steel carbon ASTM A36. Yield strength dari material ini adalah 248 MPa

Cylinder volume.png

Gambar di atas menunjukkan persamaan volume silinder. Jika diameter tangki adalah 10 cm, maka bisa diperoleh tinggi tangki (h):

h = 1.000/(3,14 x 5 x 5)

h = 12,73 cm


Step 5: Mempertimbangkan Keamanan

Allowable Stress (AS)

AS = 2/3 x Yield Stregth = 2/3 x 248 = 165,3 MPa

Minimum Thickness (t)

t = P x R/(S x E - 0,6 x P) = 116 x 3,93 / (24000 x 0,60 - 0,6 x 116)

t = 0,07 inch atau 1,8 mm


Step 6: Menguji dan Mengevaluasi

Von mises 1,8.png Safety Factor 1,8.png

Berdasarkan stress analysis dan safety factor analysis menggunakan metode numerik pada software Autodesk Inventor, dapat dilihat bahwa tegangan maksimum yang dialami tangki adalah 198,6 MPa. Tekanan tersebut lebih besar dari allowable stress yang telah didapatkan pada perhitungan sebelumnya.


Step 7: Mengoptimalkan Kinerja

Untuk mengatasi permasalahan yang teridentifikasi pada step 6, dapat dicoba solusi yaitu meningkatkan ketebalan dinding silinder. Berikut adalah hasil stress analysis dan safety factor analysis apabila ketebalan silinder ditambah dari 1,8 mm menjadi 2,5 mm.

Von mises 2,5.png Safety Factor 2,5.png

Dari hasil analisis tersebut, diperoleh tegangan maksimal yang dialami tangki adalah 113,4 MPa. Nilai ini lebih kecil dari allowable stress, sehingga silinder aman digunakan apabila ketebalannya adalah 2,5mm.


Step 8: Mempertimbangkan Aspek Ekonomi

Tank mass arvin.png

a. Referensi harga material: [1]

b. Dengan data massa yang diperoleh kita bisa melihat massa material yang dipakai dan memperoleh total harga material: 1,053 x 14.840 = Rp15.626

c. Referensi harga nozzle untuk memasukan dan mengeluarkan hidrogen: [2] = Rp11.000

d. Referensi harga pressure gauge untuk mengukur tekanan dalam tangki [3] = Rp125.000

e. Estimasi biaya pemesinan: Machining, Welding, Fitting, listrik : Rp150.000

f. Total biaya produksi : 15.626 + 11.000 + 125.000 + 150.000 = Rp. 301.626


Link video presentasi: [bit.ly/HydrogenStorage_Naufal_2106703563]

Bit.ly HydrogenStorage Naufal 2106703563.png